Redis (一) 为什么要使用Redis及Redis快速的原因
主流应用架构
- 请求数据在缓存层直接返回
- 缓存层没有数据则向存储层(数据库)穿透查询
- 数据库将查询好的数据回写给缓存层、方便下次客户端请求数据时直接从缓存层返回 (回种)
- 将回种的数据返回给客户端
- 熔断机制:当存储层挂掉或者无法提供服务时、可让客户端的请求直接打在缓存层上然后直接返回
缓存中间件——Memcache和Redis的区别
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Memcache
- 支持简单数据类型
- 不支持数据持久化存储 服务器宕机之后数据会丢失
- 不支持主从同步
- 不支持分片
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Redis
- 数据类型丰富 不仅支持简单的数据类型、还支持list、set、hash等数据的存储
- 支持数据磁盘持久化存储
- 支持主从同步
- 支持分片
- 支持数据的备份
Redis快速的原因
100000+QPS(query per second,每秒内查询次数)
- 完全基于内存、绝大部分请求是纯粹的内存操作,执行效率高。
- 数据结构简单、对数据操作也简单,redis中的数据结构是专门进行设计的。数据存在内存中,类似于HashMap,HashMap的优势就是查找和操作的时间复杂度都是O(1);
- 采用单线程,避免了不必要的上下文切换和竞争条件,也不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗 CPU,不用去考虑各种锁的问题,不存在加锁释放锁操作,没有因为可能出现死锁而导致的性能消耗;
- 使用多路I/O操作模型,非阻塞IO
- 当使用read或write对一个文件描述符进行操作时、如果当前文件描述符不可读或者不可写、整个服务就不会对整个操作进行响应
多路I/O复用模型
多路I/O复用模型是利用 select、poll、epoll 可以同时监察多个流的 I/O 事件的能力,在空闲的时候,会把当前线程阻塞掉,当有一个或多个流有 I/O 事件时,就从阻塞态中唤醒,于是程序就会轮询一遍所有的流(epoll 是只轮询那些真正发出了事件的流),并且只依次顺序的处理就绪的流,这种做法就避免了大量的无用操作。
这里“多路”指的是多个网络连接,“复用”指的是复用同一个线程。采用多路 I/O 复用技术可以让单个线程高效的处理多个连接请求(尽量减少网络 IO 的时间消耗),且 Redis 在内存中操作数据的速度非常快,也就是说内存内的操作不会成为影响Redis性能的瓶颈,主要由以上几点造就了 Redis 具有很高的吞吐量。